深海海底地貌及沉积物(1)
深海水文地质特征与沉积环境演变模式
深海水文地质特征与沉积环境演变模式深海是指海平面以下200米以上的水域，其水文地质特征和沉积环境演变模式是海洋地质学中一个重要的研究领域。
深海地质的研究对于深入了解海洋生态系统、地球内部构造以及古气候变化等方面具有重要意义。
在这篇文章中，我们将探讨深海水文地质特征与沉积环境演变模式的一些关键问题。
首先，深海水文地质特征是指深海区域的洋底形态、水动力学特征以及海底沉积物的分布等。
深海地形主要由海山、海沟等构造形成，而海底地势的起伏直接与洋流的流速和方向有关。
在深海地区，洋流主要受到全球风力和地球自转的影响，形成了多种不同的水流体系。
这些洋流对于深海生物的分布和海底沉积物的集聚起着重要作用。
其次，深海沉积环境的演变模式是指深海沉积物的形成、堆积和变质过程以及其对环境演变的反应。
深海沉积物主要来源于陆地的悬浮沉积物、海洋生物残骸以及化学沉积物。
这些沉积物在深海环境中经历了多个阶段的沉积过程，包括悬浮沉积、抛沉和重新搬运等。
同时，深海沉积物还受到沉积速率、水体氧化还原条件以及沉积物之间的相互作用等因素的影响，进而形成不同的地层序列和地球历史记录。
在深海水文地质特征和沉积环境演变模式的研究中，科学家利用多种技术手段收集数据和研究样本，其中包括声波测深、卫星遥感、探深器和钻探等。
这些技术手段可以有效地探测深海地形和沉积物的分布，在一定程度上揭示了深海地貌和沉积环境的特征。
此外，科学家还通过分析沉积物中的岩性、元素组成和古生物化石等信息，可以推断深海环境的演变过程，进而研究全球气候变化和生物地球化学循环等大尺度问题。
深海水文地质特征与沉积环境演变模式的研究具有重要的科学意义和应用价值。
首先，深海是地球上最大的生态系统之一，通过深入研究深海水文地质特征，可以更好地理解深海生物的分布规律和生态系统的功能。
其次，深海沉积物记录了地球历史上的重要事件和自然演化，通过分析沉积物中的古气候指标和古生物化石等信息，可以了解全球气候变化和环境演变的机制。
【高中地理】高中地理知识点：海底地形的分布
【高中地理】高中地理知识点：海底地形的分布海底地形：从大陆边缘到海洋中心，海底地形分为大陆架、大陆坡、洋盆和大洋中脊。
大陆隆：也被称为大陆基地。
它是一条从大陆坡脚向洋盆缓慢倾斜的海底沉积带。
深度约为1500-5000米。
它在大陆坡附近更陡，在海盆附近更慢。
大陆隆升主要分布在大西洋、印度洋、北冰洋和南极洲周围。
海隆：从深海海床上缓缓下降的高地。
它呈长条状或近似圆形，比海床高数百米，宽数百公里。
海山：海底1000米以上的死火山和活火山，坡度为5°-15°。
深海海底的火山呈点状、椭圆形或狭窄。
世界海底地形类型示意图及特征：海底地形：消亡边界岩石为何比生长边界的老？生长边界，即洋脊（中脊）部分，不断形成岩石。
新生成的岩石将旧岩石推到山脊两侧，旧岩石消失，直到被推到灭绝边界。
显然，灭绝边界处的岩石将比生长边界处的岩石更古老。
由此可以得出结论：靠近山脊的岩石更年轻；相反，年龄越大。
相关高中地理知识点：地球的内部圈层地球内圈的划分依据：是地震波的传播方式和传播速度。
地震波内部和地球内部结构图：圆圈范围特征莫霍面以上固态：平均厚度17千米（大陆部分平均厚度约33千米，海洋部分平均厚度约为6千米）。
地势越高，地壳越厚。
莫霍面（在地面以下33km处，P波和S波的波速显著增加）地幔莫霍面和古腾堡之间具有固态特征，主要由含铁、镁的硅酸盐类矿物组成，铁、镁含量由上至下逐渐增加。
古腾堡表面（在距表面2900公里的深度，P波减慢，S波消失）地核古腾堡下组成物质可能是极高温度和高压状态下的铁和镍。
可分为内核和外核；外核物质呈液态或熔融状态，内核呈固态。
地震波概念：当地震发生时，地下岩石受到强烈冲击，产生弹性震动，并以波的形式向四周传播，这种弹性波即为地震波。
分类特点传播速度所经物质状态共同点纵波更快固体、液体、气体所有这些都会随着穿过的物体的性质而变化横波固体不连续性：波速突然发生变化的面岩石圈范围：它包括整个地壳和由岩石组成的上地幔顶部（软流圈上方）。
探索地球的最深处：深海生物与海底地貌
探索地球的最深处：深海生物与海底地貌1. Introduction1.1 OverviewThe Earth’s deep sea remains one of the most intriguing and mysterious frontiers for exploration. With depths reaching thousands of meters below the surface, this largely uncharted territory holds a wealth of secrets waiting to be uncovered. In this article, we delve into the enigmatic world of deep-sea organisms and the fascinating seafloor landscapes that shape our planet's most remote regions.1.2 Research BackgroundThroughout history, humans have been captivated by the mysteries concealed within the depths of our oceans. However, it was only with advancements in technology and scientific understanding that we began to unlock some of these secrets. The exploration of deep-sea ecosystems and seafloor geology has offered us unprecedented insights into unique life forms and geological processes that thrive in these extreme environments.1.3 Objectives and SignificanceThe primary objective of this article is to shed light on two interconnected aspects: deep-sea organisms and seafloor geomorphology. By examining the biodiversity and adaptive strategies exhibited by species living at extreme depths, we can gain a greater appreciation for the resilience and diversity of life on our planet. Simultaneously, understanding the geological characteristics and formations found on the ocean floor allows us to comprehend how Earth's dynamic processes shape its surface.By exploring these topics, we hope to emphasize the importance of preserving these delicate ecosystems and protecting them from potential threats posed by human activities such as resource extraction. Additionally, this article aims to provide insights into sustainable practices for utilizing deep-sea resources while minimizing environmental impacts.Through a comprehensive examination of current research advancements, environmental concerns, and future prospects for sustainable development, this article aims to illuminate both scientists and general readers about the wonders hidden beneath our planet's vast expanses of water. Join us on this journey as we delve into the depths ofEarth's most fascinating frontiers: deep-sea organisms and seafloor landscapes.2. 深海生物的奇异世界2.1 生物多样性深海是地球上最大的生态系统之一，被誉为"世界上最后的边疆"。
第八章海洋和海陆交替带地貌和沉积物
2、大洋盆地沉积物特征
（1）深海软泥
褐色软泥 广布于大洋盆地，主要由粘土矿物、陆源的石英 砂、火山灰、宇宙物质几风尘等组成，富含Fe、Al质，一 般呈红褐色，碳酸盐含量小于30%.
钙质软泥 碳酸盐为主的软泥，主要分布于热带、亚热带的 各大洋区，生物碎屑含量大于30%.
硅质软泥 以硅质为主的软泥，生物碎物礁所隔离出来的一部分近岸 海礁，常有排水口与广海相连。
三、海洋和海陆交替带研究的 实际意义
1.海岸砂矿：砂金、金刚石、锡石、锆 石和独居石等砂矿的重要产地。
2.海岸工程：港口、潮汐发电、建筑物 和防止海水入侵大陆、利用海岸摊除养 殖水产和开发三角洲与海岸旅游资源等 等，都必须研究海岸带地质、地貌、沉 积物、内外动力作用过程和海平面的升 降等。
（2）沿岸流堆积地形
当波浪前进方向与海岸斜交时，波浪作用的退流方向与重力沿海底 向海的切向分力的方向不在同一直线上，泥沙便沿着波浪退流与重 力切分量的合力方向呈“之”字形沿岸运动，称泥沙纵向运动。
①沙嘴：由于海湾区波浪折射分散和波浪的季 节变化，堆积体生长端呈钩状，这种沉积体称 为沙嘴。
②连岛沙坝：在有屏障海岸，于屏障体的波影 区内，沉积物流的容量降低，最初堆积成角滩， 继而延伸成沙嘴，最后形成连岛沙坝。
（1）波浪
波浪要素与浪基面
波长
波高 波峰
平均海平面
波谷
水深
海底
浪基面(水深＝L/2) ：或r=0.5he-2a
浅水波
在水深不超过1/2波长的浅水区，波浪会因 与海底之间的磨擦而逐渐变形直至破碎。
对称波
非对称波
激浪
洗浪
波浪
倾浪 破浪
底流
波浪在不同水深作用示意图
海底地形的知识点总结
海底地形的知识点总结一、海底地形的分类海底地形根据其特征和形成过程可分为陆源海底地形和海源海底地形两大类。
1.陆源海底地形陆源海底地形是指受大陆运动、河流冲积和冰川侵蚀作用的影响而形成的海底地形，主要包括大陆架、大陆坡和大陆边缘深海盆地。
（1）大陆架大陆架是位于海岸线延伸下去的浅海地带，其宽度一般为几十到几百公里，其特点是水深变化缓慢，地势平坦。
大陆架是陆地向海洋过渡的地带，是海底沉积物的主要分布区，也是渔业资源丰富的地区。
（2）大陆坡大陆坡是大陆架向大洋深水区过渡的陡坡地带，其特点是水深急剧增加，地形起伏大。
大陆坡是沉积物的悬移和流动的主要通道，也是一些特殊生物的栖息地。
（3）大陆边缘深海盆地大陆边缘深海盆地是大洋盆地和大陆斜坡之间的过渡地带，其特点是地形复杂，水深较深。
这些地区是地质构造活跃、地震和海啸频发的地区，也是富含矿产资源的潜在区域。
2.海源海底地形海源海底地形是指主要由海水和海底地质活动形成的海底地形，包括大洋中脊、大洋盆地、海沟和海山等。
（1）大洋中脊大洋中脊是地球上最长、最壮观的山脉，主要分布在大西洋和印度洋。
大洋中脊的形成是因为海洋地壳板块的边界上，熔岩从地壳下部向上冒出并逐渐形成新的海洋地壳。
大洋中脊的存在导致了地壳板块的扩张和推动，是地球上板块构造演化的重要标志。
（2）大洋盆地大洋盆地是大洋底部的一种特殊地形，其特点是地形平坦，水深较深。
大多数大洋盆地是由海洋地壳板块的分裂和扩张形成的，也是构造活动最为活跃的地区。
（3）海沟海沟是海洋地质学中的一个重要概念，是指位于陆架和海山之间的深度超过6000米的狭长凹陷地形。
海沟是地球上最深的地方，有些海沟深度超过11000米，受到地壳板块之间的挤压和摩擦作用而形成。
（4）海山海山是宇航员勇敢勇往直前的特殊地质体，它是位于海洋中的一种突出的地形特征，通常高度在1000米以上。
海山的形成是因为地幔柱状上升引起地壳板块的局部隆起，也是地球上板块构造演化的重要标志。
海洋地貌及其沉积物
A、深水区水质点运动深水区水质点沿轨道运动一周，波形往前移动一个波长的距离。
同一波峰的平面延伸联线称波峰线，垂直波峰线的方向为波浪运动方向。
C、浅水区波浪波浪进入浅水区，水质点运动与海底摩擦，自海面向海底，水质点运动轨迹的形态发生变化，由圆形渐变为椭圆形，扁度随水深减小而增大，称浅水波。
D、进退流在浅水区（水深小于1/2波长），由于受到底部沉积物阻挡，波浪的外形变得不对称，波浪的前坡变陡，后坡变缓，波峰变窄，波谷拉长产生明显的横向流（进退流）。
此时波浪具有明显的侵蚀和搬运作用，形成各种海岸地貌。
E、波浪折射和沿岸流波浪进入浅水区后，由于波浪前进方向与岸线斜交或海底地形的起伏变化，都会随着水深的减小而使波浪传播速度改变，在一个波峰线上，有些段运动速度快，有些段运动速度慢，波峰线发生弯曲，称为波浪折射。
与此同时，形成平行海岸的波浪流，称为沿岸流。
主要的表层洋流3、海流海流的形成可由风的作用、气压梯度、海水的密度和温度、江河淡水注入以及潮汐等影响所致。
有些海流有定向性，每年大致向一个方向流动，流速和水量没有多大变化。
From Wikipedia17.5万吨重From Wikipedia海滩B、海蚀崖海蚀穴扩大后，致使上面岩石悬空发生崩坠，形成向海呈陡斜或垂直的陡壁。
C、海蚀桥F、海蚀柱D、海蚀柱E. 波切台海蚀崖逐渐后退，波浪不断冲刷磨蚀位于海蚀崖前方的基岩面，形成微微向海倾斜的基岩平台。
基岩海岸海蚀平衡剖面的形成过程E. 沙嘴:在凸形海岸，一端与陆地相连，另一端向海伸出的泥沙堆积体。
在AB段波浪作用方向与岸线夹角为45°(φ)，BC段的夹角小于45°(φ‐π)，当泥沙流进入BC段时，搬运能力降低，在海岸转折处发生堆积并不断向前伸长，便形成沙嘴。
沙嘴的尾端常呈向岸方向弯曲形状，这多是波浪折射或两个方向波浪作用所致，在港湾海岸的沙嘴，由于潮汐作用也可使沙嘴尾端发生弯曲。
F. 连岛沙坝连接岛屿与陆地的沙坝叫连岛沙坝。
第六章 大洋沉积解读
第六章 大洋沉积
第四节 钙质生物沉积 CaO3>30%，陆源粘土、粉砂<30%的远洋沉积 物。 一、类型 1、有孔虫软泥 2、钙质超微化石软泥（颗石软泥） 3、翼足虫软泥：文石 图6-12-13-14
第六章 大洋沉积
二、沉积构造 韵律性水平层理。 三、溶跃面及方解石补偿深度 1、溶跃面：碳酸盐在大洋中溶解速度随深度 增大，当到达一溶解速度梯度急剧变化的界面 称为溶跃面。 控制溶跃面的主要因素是深层和底层水的性质； 图6-15-16 2、方解石补偿深度 方解石沉降速率等于溶解速率的深度界面。
第六章 大洋沉积
骨屑溶解速度与海水CaCO3饱和度有关：
Q ([Ca ][CO3 ]) 特定海水 ([Ca ][CO3 ]饱和CaCO3海水
2 2 2 2
由于Ca2+浓度随温盐压的变化不大，CaCO3平 衡的海水中Ca2+含量与实际海水中的含量相同， 简化式为： 2
Q [CO3 ]) 特定海水
第六章 大洋沉积
各大洋的东南、东北信风带都形成由东向西的 东南、东北信风流（亦称南、北赤道流）图6-6 南北半球的西风带各形成一支向东流的西风漂 流，北半球称为北太平洋流、北大西洋流；赤 道流、西风漂流、和其间的西边界流（黑潮、 湾流、巴西海流、东澳大利亚海流、厄加勒斯 海流等）、东边界流（加利福尼亚海流、加那 利海流、秘鲁海流、本各拉海流等）构成了反 气旋（逆时针）及气旋式（顺时针）环流；各 大洋的反气旋式环流都存在纬向不对称性。
第六章 大洋沉积
3、古气候意义：反映干燥区分布、信风位置 和强度变化，风成沉积与寒冷、干燥的冰期相 对应。 第八节 火山成因沉积 1、陆地搬运到海洋的火山物质叫海洋火山碎 屑沉积； 2、火山碎屑经改造形成的沉积物叫海洋外力 碎屑沉积物； 3、海底火山喷发或海底热液活动沉积物叫海 洋自生沉积物。 4、火山灰：致密或多孔微粒组成，如浮岩火 山玻璃等。
海洋工程结构环境
目前，人们已经 可以用仪器对海底地 貌进行连续扫描并记 录下来。从地质构造 看，在大陆和海洋之 间，有一个接触区， 称为过度带或者大陆 边缘，其外面为大洋 底。如图1所示。
图1. 海底地貌
过度带可分为：大陆架、大陆坡、大陆裙。
(1)大陆架 指被海水淹没的大陆部分，水深：0-200米。 是目前已发现的油气储藏最为丰富的区域。 大陆架土质分为三层:表层、盖层和基地层。 表层主要为：来自大陆的松散沉积物；
五．海冰
在寒冷结冰海域，海冰可能是结构设计的控制因素，即 冰载荷大于其它流体载荷。
1、海冰的分类
根据海冰的运动状态，可以将海冰划分为：
浮 冰：不与任何固定物体或者海底连接，在风和流驱动 下漂浮运动的冰。
固定冰：没有水平方向运动，仅有垂向升降。
一般说，对于海洋结构物构成威胁的主要是浮冰，尤其 是冰排。
（2）风海流
海风吹动海面，引起风海流。
（3）密度流、盐水流等梯度流
由于海水温度、含盐量、密度等不均匀引起的海水的流动。 风引起的流速与海区的遮蔽状况有关，对于不同海区，风引起 的海流流速由风速的百分数表示，根据统计资料，如下区域风生流 流速大约为： ♣ 渤海湾、黄海：2.5%风速 ♣ 南海 30 海里：4%风速 ♣ 海南岛东岸：（5~8）%风速
♣ 台风：热带地区海洋上空的热带气旋猛烈发 展形成的急速旋转的气流运动。
对于海洋结构最具威胁的是寒潮大风和台风。
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2.风参数
风的参数包括风速和风向。
（1）风速
风的强度用风速来表示。距离海面不同高度处，风的
速度不同。距离海面5-10米的高度处，约为不受地面影
响的几公里高度处风速的0.67倍。风速比与高度比的关系
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马里亚纳海沟
主要标志
在现代海沟的研究基础上，古海沟的鉴 定有3个主要标志：蛇绿岩套；高压低 温变质带，以蓝闪石片岩为特征，发育 挤压和剪切构造；混杂岩。板块俯冲作 用常被用于解释海沟成因。但海沟的形 成与俯冲的机理相当复杂，仍有待于深 入综合研究
3 大洋盆地
大洋盆地（oceanic basin）的定义：大洋盆 地是海洋的主体，是介于大陆边缘与大洋中 脊之间的较平坦地带，约占海洋总面积的 45%，其周边有的与大陆裾相邻，有的直接 与海沟相接。其中主要部分是水深在 4000~5000m的开阔水域，成为深海盆地。 深海盆地中最平坦的部分成为深海平原，其 坡度一般小于1/1000°，甚至小于 1/10000°。大洋盆地并不是真正的“平 原”，其内也有凹凸不平。凸起的部分，构 成“海底高地”、“海岭”、“海峰”、 “海山”及“平顶山”；凹下的洼地即为海 盆。
深海沉积物
1、深海沉积物的来源 2、深海沉积物的类型 3、深海陆源沉积 4、深海生物源沉积 5、深海沉积物中的矿物 6、大洋沉积的分布规律
一、深海沉积物的来源
陆源物质：河流、海岸侵蚀、风、冰川、海 流
海洋源物质：生物沉积、海底风化、自生矿 物
其他来源物质：火山ห้องสมุดไป่ตู้宇宙物质
二、深海沉积物的类型
大洋中脊与大洋盆地的关系
地幔物质从大洋中脊涌出后，随洋壳向 大洋俩侧运动，之后与大陆陆壳相碰之 后，与大陆基一起再次进入地幔，简而 言之，从大洋中脊到海沟之间广大的深 海平原就是一般意义上的大洋盆地
由于大洋盆地的物质部分源 自大洋中脊，其基层与大洋 中脊一脉相承，所以可以说 大洋中脊点点滴滴的都被大 洋盆地记录在案。
1.浊流的形成
浊流是由大量松散的沉积物和水混合，比重大于周围水体 而向下流动的流体，主要有两种形成过程：
1.洪水期河流携带大量泥沙穿过狭窄的陆架，直接顺着口 外的峡谷向深海流去而形成浊流。这种浊流一般规模较小， 但是发生的频率较高。但是如果河流因携带的物质量少且 颗粒细小，成为密度小于海水的浑水流，则散流于海水表 层，不成为浊流。
2.河流把携带的泥沙大部分堆积在宽缓的陆架上，形成巨 厚的沉积，由于自生液化，以及触发作用可导致滑塌而形 成浊流。地震、火山爆发、海啸等可触发沉积物崩塌而产 生浊流。暴风浪把大量近岸水下的泥沙席卷起来，亦可形 成浊流，这类浊流一般规模大，但是频率低。
2.浊流的流动
浊流具有很高的流速 和巨大的搬运侵蚀能力。 纽芬兰大浅滩电缆的折断 使得电讯中断而成为良好 的时间记录，1952年的调 查中测定了陆坡坡度和浊 流搬运沉积物的距离而获 得了时距剖面和曲线（如 图）。可以计算出了流速 及其变化。
大陆基
2.海沟
海沟 是大洋底上比相邻海底深2000米以上 的狭长的凹陷陡峭两壁，是海底的深渊。 海沟 多分布在大洋边缘，而且与大陆边缘相对平行。 对于海沟，目前科学家有许多不同的观点。有 人认为，水深超过6000米的长形洼地都可以叫 做海沟。另一些人则认为真正的海沟应该与火 山弧相伴而生。 海沟主要分布在活动的大陆边 缘。世界上最重要的海沟，几乎都聚集在太平 洋。世界最深点所在地-玛利亚那海沟，就在太 平洋西部。
半深海沉积物
1．蓝色软泥 2．红色软泥 3．绿色软泥 4．其他沉积物
(1)珊瑚碎屑 (2)火山碎屑 (3)冰碛物 (4)浊积物
深海沉积物
1．深海陆源沉积物 (1)浊积物 (2)冰川沉积物 (3)风运物 2．深海生物源沉积物 (1)硅质软泥 ①硅藻软泥 ②放射虫软泥 (2)钙质软泥 ①有孔虫软泥 ②翼足类软泥 ③颗石藻软泥 3．深海粘土 4．锰结核 5．多金属软泥
组员：刘明亮，张红 唐美芸，袁锐 汲广奥，连翔 于群丁,张飞杨
深海海底地貌类型
1.大陆基 2.海沟 3.深海盆地 4.大洋中脊
1.大陆基
大陆基也称陆隆，主要发育在没有海沟 的大洋中，是大陆坡向深海盆地过度的地带。
大陆基的宽度为300~400km，坡度较缓， 发育有海底扇（深海扇），是浊流堆积的产 物。
4.大洋中脊
大洋中脊又名中洋脊、中隆或中央海岭。是位 于全球海中张裂性板块边界的一系列火山结构系 统，也是世界上最长的山脉、海底山脉，长达 80,000千米（49,700英里），其中连续的山脉长 达65,000千米（40,400英里），与之相对应的地 质结构是陆地上的裂谷（地堑），地函的热对流 在中洋脊中央处上升，岩浆在此涌出后，快速冷 却为玄武岩，形成新的海洋地壳，并将较旧的地 壳向两旁推挤，从而使海底扩张，也正因为如此， 离中洋脊愈远的地壳愈年老，而中洋脊中央则是 最年轻的新生地壳，最有名的中洋脊是大西洋中 洋脊，冰岛则是大西洋中洋脊露出海面的一部分， 因此被认为是观察中洋脊构造最方便的区域。
默莱等(1891)、奈须 纪幸(1976)的分类和 沈锡昌(1988)的分类
该分类型式的共同特 点是，首先将沉积物 分为半深海沉积和深 海沉积二大类，然后 再细分。
谢帕德(1973)的分类 也基本上属于此种分 类。
三、深海陆源沉积
浊流沉积
浊流是发生 于浅海的一种水和 泥沙混杂的高密度 的底流，它沿着陆 坡向下流动，侵蚀 海底峡谷，直到深 海平原把泥沙沉积 下来而消逝。
全球大洋中脊分布
形态结构
洋中脊在地形上由一系列大致平行的峰脊和线状谷地组成， 中央是一条线状地堑，称轴部裂谷。轴部裂谷以高20～40 米的近直立断崖与两侧高地为界。
洋中脊的类型
大洋沉积盆地是板块的生长地带，它主要 包括洋中脊和深海盆地沉积区。其中洋中 脊分为快速扩张中脊（太平洋型）和缓慢 扩张中脊（大西洋型）两种类型。
大洋盆地
洋底地形的主要单元示意图
常见地形单元 一．海底高地及海岭 大洋盆地中的一些比
较开阔的隆起区，其高差不大，没有火山运动， 构造活动比较宁静的地区，称为海底高地或海 底高原。如大西洋中的百慕大海底高地。
二． 海山、海峰和平顶山
深海平原中分布范围不大、地形比较突 出的孤立高地称为海山；如果海山呈锥形， 比周围海底高出1000m以上，隐没于水下或 露出海面者则叫海峰。如果海山顶部被海浪 侵蚀削平，现今位于海面以下者，则成为海 底平顶山（也叫盖约特）。海底平顶山在太 平洋中最常见。